[发明专利]冲压成型方法及冲压成型部件的制造方法

说明书

提供如下方法，通过冲压成型来制作在纵壁部具有弯曲部的弯曲管道部件，能够抑制在纵壁部和凸缘部产生的伸长凸缘变形本身。作为纵壁部的形成工序具有剪切变形工序。在剪切变形工序中，分别对坯料(1)的基部(11)的与变形部(12)的分界侧的部分(11a)和变形部(12)的外侧部(12b)予以约束，使变形部(12)的成为纵壁部的部分(12a)在板面内剪切变形，在成为纵壁部的部分(12a)的外缘部产生材料从远离弯曲部的部分朝向弯曲部的流动(在坯料内的材料的移动)。

技术领域

本发明涉及一种冲压成型的技术，用于将弯曲管道部件等具有弯曲的纵壁部的冲压成型部件成型。本发明是尤其适于针对伴随成型而伸长凸缘变形的纵壁部的弯曲部的部分的冲压成型的技术。

背景技术

近年来，为了兼顾汽车的碰撞安全性和车身的轻量化，要求更高强度的钢板。但是，钢板存在拉伸强度越提高，与冲压成型性有很大关联的延展性越降低的倾向。因此，正在研究将冲压成型品的形状简化等即使是延展性恶劣的钢板也能够成型的形状和/或适于高强度的钢板的冲压成型方法。

在将延展性恶劣的高强度钢板冲压成型的情况下，大多采用拉深成型和/或弯曲(弯折)成型。例如，由纵壁部和与纵壁部连续的顶板部构成、纵壁部不存在弯曲部的单纯形状的管道部件通过弯曲成型而制作。另外，带凸缘的管道部件通过拉深成型而制作。

在弯曲成型中，将坯料(平板状的被加工材料)设置于冲头上，利用冲模使坯料弯曲，形成制品形状。为了抑制冲头上部所抵接的坯料部分产生折皱，有时用冲头和垫板夹持而按压坯料。

在拉深成型中，首先在设为凸缘部的位置配置防皱压板，将坯料设置于冲头和防皱压板之上，在坯料的上方设置冲模。接着，通过将冲模降下，利用冲模和防皱压板按压坯料，对坯料施加适当的张力的同时将坯料弯曲。此时，通过冲模和防皱压板进行按压，从而被较大地拉入冲头和冲模之间的材料(坯料)形成纵壁部。因此，即使是缺乏延展性的材料也容易进行纵壁部的成型。

作为调整张力的方法，包括使通过冲模和防皱压板按压坯料的力(缓冲压力)变化的方法和/或在按压位置设置条形突起的方法等。施加于坯料的张力过弱时，向纵壁部流入的材料过剩，容易产生折皱(多余厚度)。另一方面，若将张力设为过剩，则向纵壁部的材料流入变少，因此在形成纵壁部时需要拉伸材料，在为延展性差的材料的情况下，有时会产生裂纹。

在汽车用的冲压成型品中也存在纵壁部具有弯曲部的弯曲管道部件(图10所示的下臂部件等)和/或具有凸缘部的弯曲管道部件(图3所示的中柱部件等)。

在通过弯曲成型制作纵壁部具有弯曲部的弯曲管道部件的情况下，在材料被拉入金属模的纵壁部形成空间内而形成纵壁部时，在弯曲部材料的线长不足，材料在弯曲部的圆周方向上被拉伸而变形。该变形被称为“伸长凸缘变形”。越从远离弯曲部(例如图10的标记42a的部分和/或图3的标记22a的部分)的位置向纵壁部形成空间内拉入，则伸长凸缘变形越大，因此若在纵壁部的外缘部附近材料的延展性不足，则会产生裂纹。

在通过拉深成型制作具有凸缘部的弯曲管道部件的情况下，也同样有时因凸缘部向上述弯曲部的圆周方向被伸展，而产生由伸长凸缘变形导致的裂纹。

由该伸长凸缘变形导致的裂纹尤其在高强度的钢板等延展性容易不足的材料的情况下会成为问题。另外，即使是钢板以外的材料，只要是缺乏延展性的材料，则也可能产生由伸长凸缘变形导致的裂纹。例如，为了使汽车的车身轻量化，有时将铝合金板用于汽车的外板面板。在这种情况下，铝合金与钢板相比存在冲压成型性差的倾向，因此在进行伴随伸长凸缘变形的冲压成型时，有可能外板面板产生裂纹。

为了防止由该伸长凸缘变形导致的裂纹，在专利文献1中提出了如下方法：通过在坯料的假设在冲压成型中会产生伸长凸缘变形的位置预先赋予余壁部(凹凸状等)，来使得在冲压成型时在弯曲部不会产生材料的线长的不足。另外，在专利文献2中提出了如下方法：通过在纵壁部的外缘部使伸长凸缘变形分散，来防止局部的伸长凸缘变形的集中。

现有技术文献